Опыт построения распределенных систем телемеханики объектного уровня с интеграцией в АСУ ТП энергообъекта

Могилко Р. Н., èíæ.

ÇÀÎ “ÐTCîôò”

Âпоследние годы на многих крупных энергообъектах (электростанциях, крупных подстанциях, ПЭС) все более актуальными становятся замена устаревших устройств телемеханики (либо телемеханизация объекта “с нуля”) и организация современной АСУ ТП (АСДУ).

Âоснове задач телемеханики традиционно рас-

сматривалась необходимость сбора и передачи информации для верхних уровней управления, а в основе задач АСУ ТП (АСДУ) – необходимость сбора, обработки и отображения информации для данного уровня (объекта) управления. При этом нередко не учитывались возможность и целесообразность создания комплексной информационноуправляющей системы, в которой могут быть использованы единые решения по сбору и обработке данных и их представлению различным пользователям.

Как следствие, за короткий промежуток времени на многих энергообъектах, прежде всего электростанциях, оказались внедренными два, три и более изолированных программно-технических комплексов (ПТК), выполняющих пересекающиеся функции, имеющих различные внутренние и внешние интерфейсы.

Учитывая современное состояние и ближайшие перспективы развития систем телемеханики в энергетике, совместными усилиями АО ВНИИЭ и ЗАО “РТСофт” по заданию РАО “EЭС России” был разработан и испытан типовой комплекс программных и технических средств для создания комплексных информационно-управляющих систем на крупных энергообъектах.

В состав комплекса входят следующие подсистемы:

SMART-КП – локальный телемеханический терминал ;

коммуникационный сервер “Интегратор”; АРМ оперативного персонала.

Телемеханический терминал SMART-КП строится на базе масштабируемой линейки контроллеров SMART, IUC-9300 è VME-9300 германской фирмы “PEP Modular Сomputers”.

Линейка контроллеров основана на следующих принципах:

совмещение функций классического программируемого логического контроллера и промышленного real-time компьютера;

масштабируемая производительность (от самой малой до самой высокой);

использование единой серии микропроцессоров различной производительности;

использование единой операционной системы; использование единых инструментальных средств для разработки прикладного программно-

го обеспечения; использование двух технологий программиро-

вания – “С” и проблемно-ориентированное программирование;

полная или частичная программно-аппаратная совместимость контроллеров;

открытость архитектуры системного ПО; открытость аппаратной платформы.

В основе базового программного обеспечения SMART-КП лежит ОС РВ OS-9, которая является одной из ведущих операционных систем для промышленного применения. Она обладает всеми необходимыми качествами для решения самых разнообразных задач автоматизации: гарантированную реакцию на программные или аппаратные прерывания, абсолютное время реакции на события соответствует требованиям “жесткого” реального времени, многозадачность и механизмы синхронизации процессов, надежную файловую структуру, развитую сетевую поддержку и др.

Информационная емкость и производительность системы на основе SMART-КП может изменяться за счет использования процессорных блоков с большей производительностью и емкостью каналов УСО (по возрастающей – SMART, IUC9300, VME-9300).

SMART-КП выполняет следующие основные функции:

сбор информации о состоянии двухпозиционных объектов (ТС);

сбор информации о текущих значениях параметров (ТИТ);

сбор интегральных значений параметров (ТИИ);

сбор информации с температурных датчиков (термопары, термосопротивления);

2003, ¹ 8

73

сбор информации с цифровых измерительных преобразователей (ИПЦ6806 – 03/17 и др.);

телеуправление двух- и многопозиционными объектами (ТУ);

вывод сигналов телерегулирования (ТP); цифровая фильтрация сигналов ТИТ с целью

подавления помех линии; аппроксимация нелинейной характеристики

датчиков ТИТ; первичная обработка информации (суммирова-

ние, масштабирование, фильтрация, градиент-кон- троль и др.);

передача телеинформации по различным каналам связи (ВЧ-уплотненные, физические, коммутируемые телефонные линии, радиоканал, цифровые каналы связи) в различных направлениях и с разными протоколами связи;

тестирование приемной и каналообразующей аппаратуры;

ретрансляция информации от других источников (другие КП телемеханики, АСКУЭ и др.);

возможность удаленной диагностики и настройки аппаратуры, а также загрузки программного обеспечения из диспетчерского центра;

обмен информацией с оперативно-информаци- онным комплексом (ОИК);

обмен информацией с АСУ ТП объектов. SMART-КП поддерживает основные использу-

емые протоколы телемеханики (RPT-80, ТМ-512, УТК-1, УТМ-7, ГРАНИТ, МЭК870 – 5-101), а также протоколы стандартных промышленных сетей (MODBUS, PROFIBUS, CAN).

Коммуникационный сервер “Интегратор”. Основным назначением коммуникационного сервера “Интегратор” является объединение разнородных подсистем АСУ ТП энергообъекта в единую ин- формационно-управляющую систему.

Области применения:

обеспечение совместимости и взаимодействия подсистем АСУ ТП от различных производителей в едином комплексном проекте;

обеспечение поэтапной модернизации АСУ с сохранением взаимодействия с существующими подсистемами;

обеспечение общего (интегрального) контроля разнородных подсистем.

“Интегратор” выполняет следующие функции:

1.Согласование сетевых интерфейсов и протоколов различных подсистем АСУ ТП:

поддержка физических интерфейсов и протоколов различных промышленных и локальных сетей;

поддержка работы модемов и радиомодемов; поддержка работы телекоммуникационных ка-

налов и протоколов.

2.Обеспечение транспорта информации между подсистемами, поддерживающими различные форматы представления данных.

3.Синхронизация взаимодействия различных подсистем:

синхронизация работы отдельных подсистем АСУ ТП;

поддержка единого времени в системе; поддержка единой адресации параметров сис-

темы, состоящей из разнородных подсистем.

4.Взаимодействие со SCADA-системами, ОИК

èСУБД верхнего уровня.

ПТК “Интегратор” в зависимости от целевой функции может включать в свой состав разнообразные модули ввода/вывода, модули сопряжения со стандартными периферийными устройствами. Используемые для построения ПТК “Интегратор” открытые международные магистрально-модуль- ные стандарты (VME, СompactPCI) позволяют разрабатывать и включать в состав системы дополнительные модули, поддерживающие сетевые решения различных производителей.

Применение специализированного программного пакета, входящего в состав ПТК “Интегратор”, обеспечивает:

транспорт данных между различными подсистемами;

синхронизацию взаимодействия различных подсистем;

простоту конфигурирования и настройки ПТК “Интегратор” под конкретную задачу.

АРМ оперативного персонала. Автоматизированные рабочие места оперативного персонала строятся на базе IBM-совместимых персональных компьютеров и программных продуктов для визуализации, входящих в пакет FactorySuite 2000 фирмы Wonderware (США). Особенностями данного пакета являются:

взаимоувязанность отдельных компонентов пакета;

наличие полностью русифицированных версий продуктов;

наличие документации на русском языке; в значительной степени отработанный и отла-

женный продукт (более 10 000 применений по всему миру);

наличие технической поддержки и обучения в России.

АРМ оперативного персонала выполняет следующие функции:

отображение на мнемосхемах текущих параметров в реальном масштабе времени (положения контактов ТС, значения ТИТ, значения ТИИ) как в графическом, так и в текстовом виде;

архивирование телеинформации с настраиваемой глубиной и периодичностью;

построение и отображение графиков по текущим и архивным параметрам;

выполнение процедуры телеуправления; протоколирование действий диспетчеров; протоколирование аварийных ситуаций; формирование отчетной документации; ведение информационной базы данных;

74

2003, ¹ 8

ÀÐÌ	ÀÐÌ
начальника	начальника
смены электроцеха	смены электроцеха	ÀÐÌ 1	ÀÐÌ 2

					Ethernet TCP/IP
					В канал телемеханики
	Â ÀÑÓ ÃÐÝÑ4				на ЦДП Мосэнерго
		Коммуникационный
	GPS	сервер “Интегратор”				АСКУЭ
	антенна
				PROFIBUS
			Репитеры			ÐÇèÀ
			PROFIBUS
		PROFIBUS				PROFIBUS
SMART-ÊÏ			SMART-ÊÏ
ÁÙÓ-1	ÁÙÓ-3	ÁÙÓ-4	ÁÙÓ-7	ÎÏÓ-110	ÎÏÓ-500	ÐÙ-1 220	ÐÙ-1 220

ведение библиотеки технических характеристик оборудования.

В зависимости от особенностей конкретного энергообъекта можно рассматривать несколько структурно-функциональных вариантов (профилей) организации систем телемеханики на базе описанного комплекса программно-технических средств.

Традиционно-телемеханический: телемехани- ческий комплекс выполняет традиционный состав функций сбора, отображения информации, обмена данными с пунктами управления различных уровней, управления оборудованием.

Расширенный телемеханический: телемехани- ческий комплекс выполняет расширенный состав функций с учетом необходимости информационного обеспечения задач АСУ ТП (АСДУ).

Системно-информационный: наряду с тради- ционно-телемеханическими выполняются все основные информационные функции АСУ ТП

(АСДУ), включая широкий набор задач сбора, обработки и отображения данных и ограниченное число управляющих и технологических функций. При этом предполагается, что для данного объекта не актуально (по различным причинам) создание достаточно сложной и многофункциональной АСУ ТП (АСДУ). Причинами принятия таких относительно упрощенных решений могут быть: ограниченная роль данного пункта в иерархиче- ской системе управления, недостаточные инвестиционные возможности и др.

Рассмотренный комплекс программных и технических средств в январе 2002 г. успешно прошел межведомственные испытания на техниче- ском полигоне ЗАО “РТСофт”. В настоящее время комплекс находится в различных стадиях внедрения на следующих энергообъектах: Каширская ГРЭС-4; ТЭЦ-22 и ТЭЦ-11 АО Мосэнерго.

Пример построения распределенной системы телемеханики объектного уровня на основе описанных решений показан на рисунке.

2003, ¹ 8

75

О повышении надежности функционирования защиты ДФЗ-503

Иванов В. Н., Коржецкая Т. А., инженеры, Левиуш А. И., доктор техн. наук

Смоленская АЭС – ОАО ВНИИЭ

В данной статье рассматриваются особенности

ляр РАО «ЕЭС России» ¹ Ц-04-94 от 30 декабря

подключения микроэлектронного

блока типа

1994 ã.).

БФВКЦ (блок фиксации внешнего КЗ) к диффе-

Блок БВФКЦ предназначен для предотвраще-

ренциально-фазной защите типа ДФЗ-503 (цирку-

ния случаев излишнего срабатывания ДФЗ при от-

2-ÐÏ4

2-ÐÓ1

2-ÐÏ7

15

7

9

2-ÐÏ7

2Ä24

1ÁÈ

21

23

25

6

5

			2Ä25
2-R63	2-R64	2-ÐÏ8	На отключение через ОАПВ или
			выходное реле панели ускорения
2-Ä11	2-Ä11	2-ÐÏ6	2-ÐÏ6

	2-ÐÏ8	2-ÐÏ8
1	3	20

	* * = 8.6E&
						На отключение через ОАПВ или
						выходное реле панели ускорения
										ÀÏÂ-503
					БФВКЦ						5
										5-ÐÏ1 13
					12	3-ÐÏ5	3-ÐÏ1		5-ÐÏ5
					KL2						6
				10	11					1ÁÈ
	2-R60, 2-ÐÏ5
	êë. 16			9				2-ÐÏ7			25
	комплект 1	2-ÐÏ4
					2-ÐÏ8					2-Ä24
				2-ÐÓ1
	15
	2-ÐÏ6	2-ÐÏ6	2-ÐÏ10		2-ÐÏ6
	13										2-Ä25
	êë. 14		5	7	21			23
	комплект 1
		8	9
			2-R63	2-R64
										2-ÐÏ6
			2-Ä22	2-Ä23
					К контакту 1-РП1					2-ÐÏ7
							69	71	69
	Контакт РП8									2-ÐÏ8
										20

) #- * + 3-K HAX = 8.6E&

76

2003, ¹ 8

ключении внешних КЗ путем введения замедле-	ний, где устанавливается ДФЗ-503, показал, что
ния действия защиты спустя время от возникнове-	это несколько уменьшает надежность работы за-
ния КЗ меньшее, чем суммарное время наиболее	щиты. Уточненная схема подключения блока
быстродействующей защиты и наиболее быстро-	БФВКЦ показана на ðèñ. 2.
действующего выключателя (порядка 40 мс). За-	На длинных линиях с реактором, установлен-
медление вводится через 40 мс от момента появле-	ным для компенсации емкостных токов, в случае
ния сплошной частоты в высокочастотном прием-	внутреннего КЗ и нормального ее отключения воз-
íèêå.	можно повторное срабатывание защиты из-за пе-
При отсутствии блока БФВКЦ в ДФЗ-503 осу-	реходного процесса в схеме “реактор – емкости
ществляется автоматический ввод замедления че-	проводов линии – земля”. Повторное действие за-
рез 4 – 5 периодов промышленной частоты от мо-	щиты может привести к неуспешному ТАПВ
мента пуска высокочастотного передатчика (реле	(УТАПВ) ВЛ. Поэтому в таких случаях между
2-ÐÏ7 размыкает свой контакт в цепи действия за-	клеммами 21 – 23 снимается накладка и подсоеди-
щиты без замедления через 90 – 100 мс, фрагмент	няются контакты выходного реле АПВ-503 3-ÐÏ1-
цепей постоянного тока защиты показан на ðèñ. 1).	3-ÐÏ5 (5-ÐÏ1 – 5-ÐÏ5 ), размыкающиеся при
Таким образом, быстродействующие защиты с бы-	включении линии от ТАПВ (УТАПВ) и имеющие
стродействующими выключателями на линии с	выдержку времени порядка 0,8 – 1,0 с на замыка-
внешним по отношению к защите ДФЗ-503 корот-	ние при возврате схемы ТАПВ (УТАПВ). Это не-
ким замыканием могут сработать и отключить ли-	обходимо для того случая, когда при включении
нию до момента ввода замедления, т.е. отключе-	линии с устранившимся КЗ пусковые органы не
ние внешнего КЗ и, следовательно, переходный	успеют вернуться из-за переходного процесса в
процесс, который может привести к излишней ра-	отключенной тремя фазами линии.
боте ДФЗ-503, будут происходить в момент, когда	В этом режиме срабатывание защиты блокиру-
в ДФЗ-503 цепь отключения введена на работу без	ется разомкнутыми контактами 3-ÐÏ1 – 3-ÐÏ5 (5-
замедления. Так как блок БФВКЦ сам предназна-	ÐÏ1 – 5-ÐÏ5 ). Для повышения надежности цепи
чен для введения замедления в защиту, то в инст-	отключения защиты контакты 3-ÐÏ5 (5-ÐÏ5 ) äîë-
рукции по его установке и эксплуатации предлага-	жны шунтироваться контактом реле 2-ÐÏ7, çàì-
лось исключение реле 2-РП7. Однако анализ воз-	кнутым 90 – 100 мс от момента срабатывания пус-
можных вариантов первичного оборудования ли-	ковых органов, и при установке блока БФВКЦ.

ЗАО «РОСЭНЕРГОТЕХНИКА»

Поставка изделий предприятий электротехнической промышленности и приборостроения

Контрольно-измерительные приборы

(Реле различные, приборы измерения и регулирования технологических процессов, щитовые приборы, светосигнальная арматура)

Установки и устройства для поверки, наладки и испытания электрооборудования и измерения электрических величин

(Установки ВН, приборы для проведения сертификации зданий, мегаомметры, измерители ТКЗ, омметры, тестеры, генераторы, осциллографы)

Низковольтная аппаратура и автоматика

(Эектромагнитные пускатели, автоматические выключатели, контакторы, посты управления, переключатели, предохранители ВН и НН)

Электрозащитные средства

(Указатели напряжения, штанги изолирующие, заземления переносные, средства для верхолазных работ, диэлектрический монтажный инструмент, наборы электромонтера, плакаты по электробезопасности)

Отправление продукции любым видом транспорта. Оформляем и отгружаем продукцию в страны СНГ.

450006, ã.Óôà, à/ÿ 36, ò/ô [phone],51-30-51,35-32-10,35-74-23 e-mail:[e-mail], [e-mail]. www.icity.ru

2003, ¹ 8

77